(57)【要約】  複数の通信装置で構成され、時刻同期フレームを用いて時刻同期を行う通信システムであって、通信装置のうちの１つを始点ノードとし、通信装置のうち１つ以上を終点ノードとし、始点ノードが、往路方向の時刻同期フレームを生成して往路方向に送信し、終点ノードが、復路方向の時刻同期フレームを生成して復路方向に送信し、中間ノードが、往路方向および復路方向に送信された時刻同期フレームを受信すると、受信した時刻同期フレームを中継する。
2011058625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信装置で構成され、往路方向および復路方向に送信する時刻同期フレームを用いて時刻同期を行う通信システムであって、
前記通信装置のうちの１つを始点ノードとし、前記通信装置のうち１つ以上を終点ノードとし、
前記始点ノードが、往路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを往路方向に送信し、
前記終点ノードが、復路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを復路方向に送信し、
前記始点ノード以外かつ前記終点ノード以外の前記通信装置である中間ノードは、往路方向および復路方向に送信された時刻同期フレームを受信すると、受信した時刻同期フレームを中継する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記通信装置は、ライン型ネットワークを構成することとし、
前記ライン型ネットワークの端点ノードのうちの一方を前記始点ノードとし、
前記始点ノードと対になる他方の端点ノードを前記終点ノードとする、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記始点ノードが１つ以上の前記通信装置で構成される２以上のライン型ネットワークに接続することとし、
前記ライン型ネットワークの端点ノードを前記終点ノードとし、
前記始点ノードが、往路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを前記ライン型ネットワークにそれぞれ送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記終点ノードは、往路方向および復路方向の時刻同期フレームに基づいて、前記始点ノードとの間で所定の時刻同期シーケンスに基づいて時刻同期を行なう、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記始点ノードを時刻マスタノードとし、前記始点ノード以外の前記通信装置を時刻スレーブノードとする、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項６】
前記通信装置がリング型ネットワークを構成することとし、
前記始点ノードおよび前記終点ノードを同一の前記通信装置とし、
前記始点ノードは、復路方向の時刻同期フレームを往路方向の時刻同期フレームを逆方向に送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項７】
前記始点ノードを時刻マスタノードとし、前記時刻マスタノード以外の前記通信装置を時刻スレーブノードとする、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記リング型ネットワーク上に伝送路障害が発生した場合に、
前記終点ノードを、前記伝送路障害の発生箇所に隣接する２つの前記通信装置に変更し、
前記始点ノードは、往路方向の時刻同期フレームをリング型ネットワークの両方の方向に送信する、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の通信システム。
【請求項９】
前記リング型ネットワーク上に伝送路障害が発生した場合に、前記終点ノードは、往路方向および復路方向の時刻同期フレームに基づいて、前記始点ノードとの間で所定の時刻同期シーケンスに基づいて時刻同期を行なう、
ことを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
【請求項１０】
前記始点ノードおよび前記終点ノードは、時刻同期フレームに含まれる情報を、前記リング型ネットワークの制御のために定期的に送信される制御フレームに格納して送信する、
ことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項１１】
前記制御フレームをＥＲＰのＲ−ＡＰＳフレームまたはＲＰＲのＴＰフレームとする、
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
【請求項１２】
ＩＥＥＥ１５８８に基づいて時刻同期を行なうこととし、
往路方向の時刻同期フレームをＳｙｎｃフレーム、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームおよびＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームとし、復路方向の時刻同期フレームをＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームとする、
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項１３】
前記中間ノードは、受信した時刻同期フレームに基づいて所定の時刻同期情報を取得し、前記時刻同期情報を保持し、時刻同期に必要な前記時刻同期情報の取得が終了した後に、保持している前記時刻同期情報に基づいて時刻同期を行なう、
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項１４】
ＩＥＥＥ１５８８に基づいて時刻同期を行なうこととし、
往路方向の時刻同期フレームをＳｙｎｃフレーム、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームおよびＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームとし、復路方向の時刻同期フレームをＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームとし、
前記中間ノードは、Ｓｙｎｃフレームを受信した場合には、そのＳｙｎｃフレームを受信した自ノードの時刻を前記時刻同期情報として取得し、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームを受信した場合には、そのＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームに含まれる前記始点ノードの送信時刻を前記時刻同期情報として取得し、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームを受信した場合には、そのＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームを送信した自ノードの時刻を前記時刻同期情報として取得し、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信した場合には、そのＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームに含まれる前記始点ノードの受信時刻を前記時刻同期情報として取得する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
【請求項１５】
複数の通信装置で構成され、往路方向および復路方向に送信する時刻同期フレームを用いて時刻同期を行う通信システムにおいて、前記通信装置のうちの１つを始点ノードとし、前記通信装置のうち１つ以上を終点ノードとする場合に、前記始点ノード以外かつ前記終点ノード以外の前記通信装置である中間ノードとして機能する前記通信装置であって、
前記始点ノードから往路方向の時刻同期フレームが送信され、前記終点ノードから復路方向の時刻同期フレームが送信される場合に、
受信した時刻同期フレームを中継する中継手段と、
受信した時刻同期フレームに基づいて所定の時刻同期情報を取得し、前記時刻同期情報を保持し、時刻同期に必要な前記時刻同期情報の取得が終了した後に、保持している前記時刻同期情報に基づいて時刻同期を行なう時刻同期手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１６】
複数の通信装置で構成され、往路方向および復路方向に送信する時刻同期フレームを用いて時刻同期を行う通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記通信装置のうちの１つを始点ノードとし、前記通信装置のうち１つ以上を終点ノードとし、
前記始点ノードが、往路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを往路方向に送信する往路フレーム送信ステップと、
前記終点ノードが、復路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを復路方向に送信する復路フレーム送信ステップと、
前記始点ノード以外かつ前記終点ノード以外の前記通信装置である中間ノードは、往路方向および復路方向に送信された時刻同期フレームを受信すると、受信した時刻同期フレームを中継する中継ステップと、
を含むことを特徴とする時刻同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信装置間で時刻同期を行なう通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、リアルタイム性が高く求められる産業用ネットワークの分野では、ネットワークに接続される複数の制御用設備をなるべく同時に制御できるようするために、制御用装置間を時間的に同期させる要求がある。【０００３】
装置間の時間的な同期を実現する場合には、下記非特許文献１に記載のＩＥＥＥ（The  Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers，Inc.）１５８８規格が用いられる場合が多い。以下、ＩＥＥＥ１５８８（ＩＥＣ（International  Electrotechnical  Commission）６１５８８）規格で定められた時刻同期方式について説明する。【０００４】
ＩＥＥＥ１５８８は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を基本として高精度な時刻同期を行なうことを目的としたプロトコル標準規格である。高精度なクロックを有する時刻マスタノードと時刻スレーブノードと間の１：１での時刻交換をベースとしている。【０００５】
まず、ＩＥＥＥ１５８８の時刻同期シーケンスを説明する。ＩＥＥＥ１５８８の時刻同期は、２往復の通信で実現される。時刻マスタノードは、時刻同期を行なうためのＳｙｎｃメッセージを時刻スレーブノードへ送信する。その際、時刻マスタノードは、Ｓｙｎｃメッセージの送信時刻を保持する。また、時刻スレーブノードは、Ｓｙｎｃメッセージの受信時刻を保持する。【０００６】
時刻マスタノードは、保持しているＳｙｎｃメッセージの送信時刻を格納したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージを時刻スレーブノードへ送信する。時刻スレーブノードは、すでに伝搬遅延を計測している場合は、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージに含まれる送信時刻を用いて自身のクロックを時刻マスタノードの時刻に同期させる。【０００７】
伝搬遅延を計測するためには、時刻スレーブノードが時刻マスタノードへＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑメッセージを送信する。このとき、時刻スレーブノードは、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑメッセージの送信時刻を保持する。時刻マスタノードはＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑメッセージを受信した際の受信時刻を保持し、その受信時刻をＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓメッセージに格納して時刻スレーブノードに送信する。【０００８】
時刻スレーブノードは、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージに含まれる送信時刻と、Ｓｙｎｃメッセージの自ノードでの受信時刻と、自ノードのＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓメッセージの送信時刻と、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓメッセージに格納された受信時刻と、に基づいてマスタクロックと自身のクロックとの時差を算出して、算出した自差を補正することにより、時刻マスタノードの時刻に同期させる。【０００９】
以上は、時刻マスタノードと時刻スレーブノードの１：１通信の場合のシーケンスであるが、複数の時刻スレーブノードの時刻を時刻マスタノードに同期させる方法としては、バウンダリクロック方式とトランスペアレント方式の２つの方式がある。【００１０】
バウンダリクロック方式では、時刻マスタノード直結の時刻スレーブノードは、上記の時刻同期シーケンスにより時刻マスタノードとの時刻同期を完了すると、次に、自身がサブ時刻マスタノードとなり、上記の時刻同期シーケンスにより直下の時刻スレーブノードとの時刻同期を行う。このようにしてバウンダリクロック方式では、時刻マスタノードから順に時刻同期を実施していく。これにより、下流の方に時刻マスタノードの時刻が伝達される。【００１１】
一方、トランスペアレントクロック方式では、時刻マスタノードと時刻スレーブノード間でのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄでの時刻同期を行う。トランスペアレントクロック方式では、時刻マスタノードと時刻スレーブノード間の途中に存在するノードは、時刻同期メッセージに基づいて自身の遅延を計測して、時刻同期メッセージ内の補正フィールドに加えて中継する。時刻同期メッセージを受信した時刻スレーブノードは、補正フィールドに格納されている途中のノードで追加された遅延を用いて、時刻を補正する。時刻同期メッセージとしては、上記の時刻同期シーケンスで用いたメッセージを用いる。すなわち、各ノードの時刻同期シーケンスは、上記の１：１の場合の時刻同期シーケンスと同様である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Std  １５８８−２００８，“IEEE  Standard  for  a  Precision  Clock  Synchronization  Protocol  for  Networked  Measurement  and  Control”，July  ２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の技術によれば、複数の時刻スレーブノードを同期させる場合、バウンダリクロック方式ではすべてノードが時刻マスタノードとしての機能と時刻スレーブノードとしての機能を備える必要がある。そのため、各ノードを多機能化させる必要があり、ハードウェアコストが増大する、という問題があった。【００１４】
また、トランスペアレントクロック方式では、時刻同期メッセージの送受信によりネットワーク使用帯域が増大する、という問題があった。特に、高い時刻同期精度が求められる場合は、時刻同期メッセージの送信頻度が高くなるためネットワーク使用帯域がより増大する。【００１５】
また、バウンダリクロック方式およびトランスペアレントクロック方式は、いずれも、各時刻スレーブノードが、それぞれ時刻同期の処理を行う。そのため、時刻同期フレームが全ての時刻スレーブノードに到着するまでに時間がかかり、全時刻スレーブノードの同期完了時間を高速化することが困難である、という問題があった。【００１６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、時刻スレーブノードを多機能化させる必要がなく、ネットワーク使用帯域を抑えて、時刻同期フレームの到着までの時間を短縮することができる通信システム、通信装置および時刻同期方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の通信装置で構成され、往路方向および復路方向に送信する時刻同期フレームを用いて時刻同期を行う通信システムであって、前記通信装置のうちの１つを始点ノードとし、前記通信装置のうち１つ以上を終点ノードとし、前記始点ノードが、往路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを往路方向に送信し、前記終点ノードが、復路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを復路方向に送信し、前記始点ノード以外かつ前記終点ノード以外の前記通信装置である中間ノードは、往路方向および復路方向に送信された時刻同期フレームを受信すると、受信した時刻同期フレームを中継する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる通信システム、通信装置および時刻同期方法は、時刻スレーブノードを多機能化させる必要がなく、ネットワーク使用帯域を抑えて、時刻同期フレームの到着までの時間を短縮することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の時刻同期手順の一例を示すチャート図である。
【図３】図３は、実施の形態１の時刻同期フレームの流れを示す図である。
【図４】図４は、時刻マスタノードがネットワークの中間に位置する場合の時刻同期フレームの流れを示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２の通信システムの構成例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２の時刻同期手順の一例を示すチャート図である。
【図７】図７は、実施の形態２の時刻同期フレームの流れを示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３の通信システムの構成例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態３の時刻同期手順の一例を示すチャート図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３の時刻同期フレームの流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明にかかる通信システム、通信装置および時刻同期方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信システムは、５ノード構成のライン型ネットワークを構成しており、時刻マスタノード１と、時刻スレーブノード２−１〜２−３と、時刻スレーブノード３と、で構成される。なお、ライン型ネットワークは、物理的、論理的のどちらで接続されているネットワークでもよい。本実施の形態では、本発明にかかる通信装置として時刻スレーブノード２−１〜２−３を例に説明する。
【００２２】
なお、本実施の形態では、時刻同期方式としてＩＥＥＥ１５８８で規定されたプロトコルを用いる例を説明するが、用いるプロトコルはこれに限らない。往路と復路でネットワーク伝播遅延を等しいと仮定して、往路と復路でそれぞれ時刻同期フレームを送信することにより往路および復路で、それぞれ基準とする時刻と自身の時刻との差を求めることによりネットワーク伝播遅延を除去して時刻同期を行なう時刻同期方式であればどのプロトコルでも適用可能である。
【００２３】
時刻マスタノード（時刻マスタ）１は、時刻同期における時刻マスタノードである。時刻マスタノード１は、たとえばＧＰＳ（Global  Positioning  System）などを用いたグランドマスタクロックに接続され、高精度に時刻を把握することができる。図１に示すように、時刻マスタノード１は、時刻同期制御部１１と、受信したフレームに対して所定の受信処理を行うＲＸ（受信処理部）１２，１４と、送信データのフレーム化等の所定の送信処理を行うＴＸ（送信処理部）１３，１５と、で構成される。
【００２４】
時刻スレーブノード（時刻スレーブ）２−１〜２−３は、時刻同期における時刻スレーブノードかつ中間ノード（受信したフレームを隣接ノードへ中継するノード）として機能する。図１に示すように、時刻スレーブノード２−１〜２−３は、時刻同期制御部２１と、受信したフレームに対して所定の受信処理を行うＲＸ２２，２４と、送信データのフレーム化等の所定の送信処理を行うＴＸ２３，２５と、で構成される。
【００２５】
時刻スレーブノード（時刻スレーブ）３は、時刻同期における時刻スレーブノードかつ端点ノード（受信したフレームを終端し、隣接ノードへ中継しないノード）として機能する。図１に示すように、時刻スレーブノード３は、時刻同期制御部２６と、受信したフレームに対して所定の受信処理を行うＲＸ２２，２４と、送信データのフレーム化等の所定の送信処理を行うＴＸ２３，２５と、で構成される。
【００２６】
伝送路４−１〜４−４は、隣接ノードを接続する伝送路であり、ノード間はそれぞれ送受信の方向が異なる２つの伝送路で接続されている。時刻マスタノード１および時刻スレーブノード２−１〜２−３，３は、ＴＸおよびＲＸを２組ずつ備えており、中間ノードとして機能する時刻スレーブノード２−１〜２−３は、それぞれ隣接する２つのノードと送受信を行なう。たとえば、時刻スレーブノード２−１では、ＲＸ２２およびＴＸ２３が、隣接する時刻マスタノード１との間で伝送路４−１を経由するフレームの送受信処理を行い、ＲＸ２４およびＴＸ２５が、他方に隣接する時刻スレーブノード２−２との間で伝送路４−２を経由するフレームの送受信処理を行う。
【００２７】
なお、図１の構成では、時刻マスタノード１および時刻スレーブノード３は、端点ノードであるため、隣接するノードは片方しか存在しない。したがって、時刻マスタノード１のＲＸ１２およびＴＸ１３，時刻スレーブノード３のＲＸ２４およびＴＸ２５については、送受信処理を行わないため、削除した構成としてもよい。ここでは、これらのノードが中間ノードとして機能する場合と同一構成とするため、図１に示す構成としている。
【００２８】
なお、図１では、時刻マスタノード，時刻スレーブノード２−１〜２−３，３の時刻同期に関連する構成要素を示しており、他のネットワーク機能等の構成要素は記載を省略している。
【００２９】
つぎに、本実施の形態の時刻同期方法を説明する。図２は、本実施の形態の時刻同期手順の一例を示すチャート図である。なお、図２では、簡略化のため、時刻マスタノード１，時刻スレーブノード２−１〜２−３，３をそれぞれ時刻マスタ１，時刻スレーブ２−１〜２−３，３と、ノードを省略して記載している。
【００３０】
時刻マスタノード１では、まず、時刻同期制御部１が、Ｓｙｎｃフレームを生成し、Ｓｙｎｃフレーム送信時刻のタイムスタンプＴ１を取得して保持する（ステップＳ１１とともに）、ＴＸ１５経由でＳｙｎｃフレームを隣接する往路方向（時刻マスタノードから時刻スレーブノード２−１〜−３，３へ向かう方向）へ送信する（ステップＳ１２）。具体的には、ＴＸ１５は、Ｓｙｎｃフレームを隣接する時刻スレーブノード２−１へ送信する。なお、Ｓｙｎｃフレームは、時刻同期を行なう際に、各時刻スレーブノードが各々の管理する時刻での受信時刻のタイムスタンプを計測するために送信されるフレームである。
【００３１】
時刻スレーブノード２−１では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＳｙｎｃフレームの受信時刻（自ノードの時刻）のタイムスタンプＴ２を取得して保持し（ステップＳ１３）、受信したＳｙｎｃフレームをＴＸ２５経由で時刻スレーブノード２−２へ中継する（ステップＳ１４）。
【００３２】
同様に、時刻スレーブノード２−２，２−３では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＳｙｎｃフレームの受信時刻のタイムスタンプＴ２を取得して保持し（ステップＳ１５，Ｓ１７）、受信したＳｙｎｃフレームをＴＸ２５経由で隣接する時刻スレーブノード２−３，３へそれぞれ中継する（ステップＳ１６，Ｓ１８）。
【００３３】
時刻スレーブノード３では、時刻同期制御部２６が、ＲＸ２２経由で受信したＳｙｎｃフレームの受信時刻のタイムスタンプＴ２を取得して保持する（ステップＳ１９）。以上で、Ｓｙｎｃフレームの往路方向の送信が終了する。
【００３４】
また、時刻マスタノード１では、時刻同期制御部１１が、保持しているＳｙｎｃフレームの送信時のタイムスタンプＴ１を各時刻スレーブノードへ通知するためのＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームを生成し（ステップＳ２０）、ＴＸ１５経由で時刻スレーブノード２−１へ送信する（ステップＳ２１）。
【００３５】
時刻スレーブノード２−１では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームに格納されたタイムスタンプＴ１を抽出して保持し（ステップＳ２２）、受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームをＴＸ２５経由で隣接する時刻スレーブノード２−２へ中継する（ステップＳ２３）。
【００３６】
同様に、時刻スレーブノード２−２，２−３では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームに格納されたタイムスタンプＴ１を抽出して保持し（ステップＳ２４，Ｓ２６）、受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームをＴＸ２５経由で隣接する時刻スレーブノード２−３，３へそれぞれ中継する（ステップＳ２５，２７）。
【００３７】
時刻スレーブノード３では、時刻同期制御部２６が、ＲＸ２２経由で受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームに格納されたタイムスタンプＴ１を抽出して保持する（ステップＳ２８）。以上で、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームの往路方向の送信が終了する。
【００３８】
時刻スレーブノード３では、時刻同期制御部２６が、伝播遅延を計測するためのＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを生成し、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームのフレーム送信時刻のタイムスタンプＴ３を取得して保持する（ステップＳ２９）とともに、ＴＸ２３経由で復路方向（時刻マスタノード１へ向かう方向）へＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを送信する（ステップＳ３０）。具体的には、ＴＸ２３は、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを時刻スレーブ２−３へ送信する。
【００３９】
時刻スレーブノード２−３では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２４経由でＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信すると、そのＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを中継するが、その際、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの送信時刻（自身の時刻）のタイムスタンプＴ３を保持し（ステップＳ３１）、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームをＴＸ２３経由で時刻スレーブノード２−２へ送信する（ステップＳ３２）。
【００４０】
同様に、時刻スレーブノード２−２，２−１では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２４経由でＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信すると、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの送信時刻（自身の時刻）のタイムスタンプＴ３を保持し（ステップＳ３３，３５）、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームをＴＸ２３経由で時刻スレーブノード２−１，時刻マスタノード１へそれぞれ送信する（ステップＳ３４，３６）。
【００４１】
時刻マスタノード１は、ＲＸ１４経由でＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信すると、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの受信時刻のタイムスタンプＴ４を取得して保持する（ステップＳ３７）。そして、時刻マスタノード１は、保持しているタイムスタンプＴ４を通知するためのＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームを生成し（ステップＳ３８）、ＴＸ１１経由で時刻スレーブ２−１へ送信する（ステップＳ３９）。
【００４２】
時刻スレーブ２−１では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓに格納されたタイムスタンプＴ４を抽出して保持し（ステップＳ４０）、受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームをＴＸ２５経由で隣接する時刻スレーブノード２−２へ中継する（ステップＳ４１）。そして、時刻スレーブ２−１は、保持しているタイムスタンプＴ１〜Ｔ４に基づいて、自身の時刻と時刻マスタノード１の時刻（以下、マスタ時刻という）との時差を算出し、自身の時刻をマスタ時刻に合わせるよう調整する（ステップＳ４２）。
【００４３】
同様に、時刻スレーブ２−２，２−３では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓに格納されたタイムスタンプＴ４を抽出して保持し（ステップＳ４３，Ｓ４６）、受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームをＴＸ２５経由で隣接する時刻スレーブノード２−３，３へそれぞれ中継する（ステップＳ４４，Ｓ４７）。そして、時刻スレーブ２−２，２−３は、保持しているタイムスタンプＴ１〜Ｔ４に基づいて、自身の時刻とマスタ時刻との時差を算出し、自身の時刻をマスタ時刻に合わせるよう調整する（ステップＳ４５，Ｓ４８）。
【００４４】
時刻スレーブ３では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓに格納されたタイムスタンプＴ４を抽出して保持し（ステップＳ４９）、保持しているタイムスタンプＴ１〜Ｔ４に基づいて、自身の時刻とマスタ時刻との時差を算出し、自身の時刻をマスタ時刻に合わせるよう調整する（ステップＳ５０）。
【００４５】
つぎに、時刻スレーブ２−１〜２−３，３が実施する自身の時刻とマスタ時刻との時差の算出方法について説明する。各時刻スレーブノードでは、時刻マスタノード１でのＳｙｎｃフレームの送信時刻Ｔ１（マスタ時刻）およびＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの受信時刻Ｔ４（マスタ時刻）と、自ノードでのＳｙｎｃフレームの受信時刻Ｔ２（自身の時刻）およびＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの送信時刻Ｔ３（自身の時刻）と、を保持していることになる。
【００４６】
Ｔ２とＴ１の差ΔＴ２１には、マスタ時刻と自身の時刻との時差ΔＴに加え、時刻マスタノード１から自ノードまでの伝播遅延ＴNが含まれている。すなわち、ΔＴ２１＝ΔＴ＋ＴNである。一方、Ｔ４とＴ３の差ΔＴ４３には、−ΔＴに加え、自ノードから時刻マスタノード１への伝播遅延ＴN´が含まれている。ＩＥＥＥ１５８８では、往路と復路の伝播遅延は同一として扱っており、ここでも伝播遅延ＴN´＝ＴNとする。したがって、ΔＴ４３＝―ΔＴ＋２ＴNである。以上の関係から、ΔＴとＴNを算出することができる。各時刻スレーブノードは、算出したΔＴを用いて自身の時刻をマスタ時刻に同期させることができる。
【００４７】
以上のように、本実施の形態では、中間ノードである時刻スレーブ２−１〜２−３では、時刻同期制御部２１が、受信した時刻同期フレーム（Ｓｙｎｃフレーム，Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレーム，Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｓフレーム，Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレーム）を中継するとともに、時刻同期フレームの種別に応じて、自ノードの受信時刻または送信時刻や時刻マスタノード１の送信時刻または受信時刻などのタイムスタンプを取得して保持する。そして、時差の調整に必要なタイムスタンプを取得した時点で、それらのタイムスタンプに基づいて時差を算出して自身の時刻を調整するようにした。
【００４８】
図３は、図１に示したネットワーク構成の場合の時刻同期フレームの流れを示す図である。往路３１は、時刻同期フレーム（Ｓｙｎｃフレーム，Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレーム，Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｓフレーム）の流れを示し、復路３２は時刻同期フレーム（Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレーム）の流れを示している。
【００４９】
また、本実施の形態の時刻同期方法は、図１と異なり、時刻マスタノード１がネットワークの中間に位置する場合にも適用することができる。図４は、時刻マスタノード１がネットワークの中間に位置する場合の時刻同期フレームの流れを示す図である。往路３１は、時刻同期フレーム（Ｓｙｎｃフレーム，Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレーム，Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｓフレーム）の流れを示し、復路３２は時刻同期フレーム（Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレーム）の流れを示している。
【００５０】
図４の構成の場合、時刻マスタノード１は、隣接する時刻スレーブ２−３および時刻スレーブ２−２の両方の方向にＳｙｎｃフレーム，Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレーム，Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームを送信し、時刻スレーブ２−３，時刻スレーブ２−２の方向それぞれについて、図２で説明した時刻同期方法と同様の処理を実施する。
【００５１】
ただし、図４の構成の場合、時刻スレーブノード３だけでなく、時刻スレーブノード２−１も端点ノードとなるため、時刻スレーブノード２−１を時刻スレーブノード３と同様の構成とする。または、時刻スレーブノード２−１〜２−３，３が、それぞれ中間ノードとしても端点ノードとしても機能できるよう、上記の時刻同期制御部２１と時刻同期制御部２６の両方の機能を備えるようにしてもよい。
【００５２】
また、図４の場合は、時刻マスタノード１から２方向に各時刻スレーブノードが接続されているが、これに限らず、３方向に時刻スレーブノードが接続されるスター型の構成としてもよい。この場合も、時刻マスタノード１は、それぞれの方向に往路方向の時刻同期フレームを送信し、それぞれの方向の端点ノードが復路方向の時刻同期フレームを送信する。
【００５３】
なお、本実施の形態では、時刻マスタノード１を備えるようにしたが、時刻マスタノードを備えずに、通信システムを構成する複数のノードが時刻同期を行なう場合に、端点ノードが時刻マスタノード１の代わりに往路の時刻同期フレームを送信することにより本実施の形態と同様に時刻同期を行なうようにしてもよい。
【００５４】
なお、本実施の形態では、端点ノード以外の中間ノードも時刻同期を行なうようにしたが、端点ノードを時刻同期させる場合に本実施の形態の時刻同期方法を適用してもよい。その場合、中間ノードは、受信した時刻同期フレームを中継するのみで、タイムスタンプの取得の処理は行う必要がない。
【００５５】
なお、本実施の形態では、時刻同期制御部２１が、時刻同期フレームの中継と時刻同期に関する処理の両方を行うようにしたが、時刻同期フレームの中継を行なう中継手段と、時刻同期に関する処理を行う時刻同期手段と、の２つに分けて構成してもよい。
【００５６】
このように、本実施の形態では、時刻マスタノード１が、時刻同期のための往路の時刻同期フレームを送信し、端点ノードである時刻スレーブノード３が復路の時刻同期フレームを送信する。中間ノードである時刻スレーブノード２−１〜２−３は、受信した時刻同期フレームを隣接ノードへ中継するとともに、時刻同期フレームの種別に基づいて所定のタイムスタンプを取得して保持する。そして、端点ノードである時刻スレーブノード３および時刻スレーブノード２−１〜２−３は、時差の調整に必要なタイムスタンプを取得した時点で、それらのタイムスタンプに基づいて時差を算出して自身の時刻を調整するようにした。
【００５７】
そのため、時刻マスタノード１または端点の時刻スレーブノード３が送信する時刻同期フレームを、中間ノードが共通使用することができる。また、中継ノードは中継動作を行なうと同時に、必要な情報の取得を行なう。したがって、時刻同期フレームの到着までの時間を短縮することができる。また中間ノードが時刻マスタノードとしての機能を持つ必要がなく、時刻スレーブノードを多機能化させる必要がない。さらに時刻同期フレームを端点から端点まで送信する処理のみで各時刻スレーブノードがほぼ同時に時刻同期に必要なタイムスタンプを取得することができるため、使用帯域を抑え、同期完了時間を高速化することができる。  
【００５８】
実施の形態２．
図５は、本発明にかかる通信システムの実施の形態２の構成例を示す図である。図５に示すように、本実施の形態の通信システムは、５ノード構成のリング型ネットワーク（２重リング）を構成しており、時刻マスタノード１ａと、時刻スレーブノード２−１〜２−４と、で構成される。時刻スレーブノード２−１〜２−４は、実施の形態１の時刻スレーブノード２−１〜２−３と同様の構成である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
時刻マスタノード１ａは、時刻同期制御部１１を時刻同期制御部１１ａに代える以外は、実施の形態１の時刻マスタノード１と同様である。伝送路５−１〜５−５は、隣接するノード間を接続する伝送路である。各ノード間は、送受信の方向の異なる２つの伝送路で接続されている。
【００６０】
なお、本実施の形態でも、実施の形態１と同様に時刻同期方式としてＩＥＥＥ１５８８で規定されたプロトコルを用いる例を説明するが、これに限らず、往路と復路を同一経路として扱い、時刻同期フレームを用いて所定のタイムスタンプを取得する時刻同期方式であればどのプロトコルでも適用可能である。
【００６１】
つぎに、本実施の形態の動作を説明する。図６は、本実施の形態の時刻同期手順の一例を示すチャート図である。なお、図６では、簡略化のため、時刻マスタノード１ａ，時刻スレーブノード２−１〜２−４をそれぞれ時刻マスタ１ａ，時刻スレーブ２−１〜２−４と、ノードを省略して記載している。
【００６２】
まず、時刻マスタノード１は、Ｓｙｎｃフレームを送信する。ステップＳ１１〜ステップＳ１８の処理は実施の形態１のステップＳ１１〜ステップＳ１８と同様である。ただし、ステップＳ１８では、時刻スレーブノード２−３は時刻スレーブ２−４へＳｙｎｃフレームを中継する。リング型ネットワークの場合、どちらの方向を往路としてもよいが、ここでは、時刻マスタノード１から時刻スレーブノード２−１，時刻スレーブ２−２，時刻スレーブ２−３，時刻スレーブ２−４を順に経緯して時刻マスタノード１へ戻る経路を往路とし、その逆の経路を復路とする。
【００６３】
時刻スレーブ２−４では、実施の形態１の時刻スレーブ２−１〜２−３と同様に、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＳｙｎｃフレームの受信時刻のタイムスタンプＴ２を取得して保持し（ステップＳ６１）、受信したＳｙｎｃフレームをＴＸ２５経由で隣接する時刻マスタノード１へ中継する（ステップＳ６２）。時刻マスタノード１は、Ｓｙｎｃフレームを受信するが特に処理は行わない。
【００６４】
また、時刻マスタノード１ａは、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームを送信する。ステップＳ２０〜ステップＳ２７は、実施の形態１のステップＳ２０〜ステップＳ２７と同様である。時刻スレーブノード２−４では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームに格納されたタイムスタンプＴ１を抽出して保持し（ステップＳ６３）、受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームをＴＸ２５経由で隣接する時刻マスタノード１へ中継する（ステップＳ６４）。
【００６５】
つぎに、時刻マスタノード１ａでは、時刻同期制御部２１ａが、復路方向に送信するＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを生成し、隣接する復路方向の時刻スレーブノード２−４へ送信する（ステップＳ６５）。この場合、時刻マスタノード１は時差を調整する必要がないため、送信時刻のタイムスタンプを取得する必要はない。
【００６６】
時刻スレーブノード２−４では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２４経由でＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信すると、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの送信時刻（自身の時刻）のタイムスタンプＴ３を保持し（ステップＳ６６）、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームをＴＸ２３経由で時刻スレーブノード２−３へ送信する（ステップＳ３０）。
【００６７】
以降、ステップＳ３１〜ステップＳ４８は、実施の形態１のステップＳ３１〜ステップＳ４８と同様である。ただし、ステップＳ４７では、時刻スレーブノード２−３は時刻スレーブノード２−４へＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームを中継する。
【００６８】
時刻スレーブノード２−４では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓに格納されたタイムスタンプＴ４を抽出して保持し（ステップＳ６７）、受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームをＴＸ２５経由で隣接する時刻マスタノード１へ中継する（ステップＳ６８）。そして、時刻スレーブ２−４は、保持しているタイムスタンプＴ１〜Ｔ４に基づいて、自身の時刻とマスタ時刻との時差を算出し、自身の時刻をマスタ時刻に合わせるよう調整する（ステップＳ６９）。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。
【００６９】
図７は、本実施の形態の時刻同期フレームの流れを示す図である。図７に示すように、本実施の形態では、往路３１の方向に往路方向の時刻同期フレームを送信し、復路３２の方向に復路方向の時刻同期フレームを送信する。
【００７０】
このように、リング型ネットワークを構成する場合に、時刻マスタノード１ａが、時刻同期のための往路の時刻同期フレームを往路方向に送信し、また、時刻マスタノード１ａが、復路の時刻同期フレームを復路方向に送信する。中間ノードである時刻スレーブノード２−１〜２−４は、受信した時刻同期フレームを隣接ノードへ中継するとともに、時刻同期フレームの種別に基づいて所定のタイムスタンプを取得して保持する。そして、時刻スレーブノード２−１〜２−４は、時差の調整に必要なタイムスタンプを取得した時点で、それらのタイムスタンプに基づいて時差を算出して自身の時刻を調整するようにした。そのため、リング型ネットワークを構成する通信システムにおいても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、時刻スレーブノード２−１〜２−４は、端点ノードとしての機能を備える必要がない。
【００７１】
実施の形態３．
図８は、本発明にかかる通信システムの実施の形態３の構成例を示す図である。図５に示すように、本実施の形態の通信システムは、実施の形態２の通信システムと同様の構成であるが、伝送路５−３で伝送路障害４０が生じているとする。ただし、時刻スレーブ２−１〜２−４は、中間ノードとしての機能と端点ノードとしての機能の両方を備えているとする。すなわち、本実施の形態の時刻同期制御部２１は、時刻同期制御部２６としての機能も備えているとする。実施の形態１または２と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１または実施の形態２と同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
つぎに、本実施の形態の動作を説明する。なお、伝送路障害４０が発生していない場合は、実施の形態２と同様の動作を行なっているとし、伝送路障害４０が発生した場合に以下の動作を行なうこととする。図９は、本実施の形態の時刻同期手順の一例を示すチャート図である。なお、図９では、簡略化のため、時刻マスタノード１ａ，時刻スレーブノード２−１〜２−４をそれぞれ時刻マスタ１ａ，時刻スレーブ２−１〜２−４と、ノードを省略して記載している。
【００７３】
伝送路障害４０が発生した場合には、図８のリング型ネットワークは、時刻マスタノード１ａから時刻スレーブノード２−２までのライン型ネットワークと、時刻マスタノード１ａから時刻スレーブノード２−３までのライン型ネットワークと、の２つのライン型ネットワークと考えることができる。したがって、実施の形態１の図４で示した例と同様となり、各々のライン型ネットワーク内で、実施の形態１と同様の時刻同期方法を実施すればよい。
【００７４】
まず、実施の形態１と同様にステップＳ１１〜ステップＳ１５を実施する。時刻マスタノード１ａは、ステップＳ１２で時刻スレーブノード２−１へＳｙｎｃフレームを送信する際、同時に時刻スレーブノード２−４へＳｙｎｃフレームを送信する（ステップＳ１２ａ）。この場合、時刻マスタノード１ａから時刻スレーブノード２−２への方向と、時刻マスタノード１ａから時刻スレーブノード２−３への方向の両方が往路方向となる。
【００７５】
時刻スレーブノード２−４では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２４経由で受信したＳｙｎｃフレームの受信時刻のタイムスタンプＴ２を取得して保持し（ステップＳ１３ａ）、受信したＳｙｎｃフレームをＴＸ２３経由で隣接する時刻マスタノード２−３へ中継する（ステップＳ１４ａ）。時刻スレーブノード２−３では、時刻同期制御部２６が、ＲＸ２４経由で受信したＳｙｎｃフレームの受信時刻のタイムスタンプＴ２を取得して保持する（ステップＳ１５ａ）。
【００７６】
また、実施の形態１と同様にステップＳ２０〜ステップＳ２４を実施する。時刻マスタノード１ａは、ステップＳ２０で時刻スレーブノード２−１へＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームを送信する際、同時に時刻スレーブノード２−４へＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームを送信する（ステップＳ２１ａ）。
【００７７】
時刻スレーブノード２−４では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２４経由で受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームに格納されたタイムスタンプＴ１を抽出して保持し（ステップＳ２２ａ）、受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームをＴＸ２３経由で隣接する時刻スレーブノード２−３へ中継する（ステップＳ２３ａ）。
【００７８】
時刻スレーブノード２−３では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２４経由で受信したＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームに格納されたタイムスタンプＴ１を抽出して保持する（ステップＳ２４ａ）。
【００７９】
つぎに、端点ノードである時刻スレーブノード２−２は、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームのフレーム送信時刻のタイムスタンプＴ３を取得して保持する（ステップＳ７１）とともに、ＴＸ２３経由で復路方向（時刻マスタノード１へ向かう方向）へＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを送信する（ステップＳ７２）。具体的には、ＴＸ２３は、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを時刻スレーブ２−１へ送信する。
【００８０】
また、端点ノードである時刻スレーブノード２−３は、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームのフレーム送信時刻のタイムスタンプＴ３を取得して保持する（ステップ７１ａ）とともに、ＴＸ２５経由で復路方向（時刻マスタノード１へ向かう方向）へＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを送信する（ステップＳ７２ａ）。具体的には、ＴＸ２５は、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを時刻スレーブ２−４へ送信する。
【００８１】
時刻スレーブノード２−１では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２４経由でＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信すると、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの送信時刻のタイムスタンプＴ３を保持し（ステップＳ７３）、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームをＴＸ２３経由で時刻マスタノード１へ送信する（ステップＳ７４）。
【００８２】
時刻マスタノード１は、ＲＸ１４経由でＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信すると、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの受信時刻のタイムスタンプＴ４を取得して保持する（ステップＳ７５）。そして、時刻マスタノード１は、保持しているタイムスタンプＴ４を通知するためのＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームを生成し（ステップＳ７６）、ＴＸ１１経由で時刻スレーブ２−１へ送信する（ステップＳ７７）。
【００８３】
時刻スレーブ２−１では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓに格納されたタイムスタンプＴ４を抽出して保持し（ステップＳ７８）、受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームをＴＸ２５経由で隣接する時刻スレーブノード２−２へ中継する（ステップＳ７９）。そして、時刻スレーブ２−１は、保持しているタイムスタンプＴ１〜Ｔ４に基づいて、自身の時刻とマスタ時刻との時差を算出し、自身の時刻をマスタ時刻に合わせるよう調整する（ステップＳ８０）。
【００８４】
時刻スレーブ２−２では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由で受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓに格納されたタイムスタンプＴ４を抽出して保持し（ステップＳ８１）、保持しているタイムスタンプＴ１〜Ｔ４に基づいて、自身の時刻とマスタ時刻との時差を算出し、自身の時刻をマスタ時刻に合わせるよう調整する（ステップＳ８２）。
【００８５】
時刻スレーブノード２−４では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２２経由でＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信すると、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの送信時刻のタイムスタンプＴ３を保持し（ステップＳ７３ａ）、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームをＴＸ２５経由で時刻マスタノード１へ送信する（ステップＳ７４ａ）。
【００８６】
時刻マスタノード１は、ＲＸ１２経由でＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信すると、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームの受信時刻のタイムスタンプＴ４（ステップＳ７５で取得したＴ４とは独立な値）を取得して保持する（ステップＳ７５ａ）。そして、時刻マスタノード１は、保持しているタイムスタンプＴ４を通知するためのＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームを生成し（ステップＳ７６ａ）、ＴＸ１３経由で時刻スレーブ２−４へ送信する（ステップＳ７７ａ）。
【００８７】
時刻スレーブ２−４では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２４経由で受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓに格納されたタイムスタンプＴ４を抽出して保持し（ステップＳ７８ａ）、受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームをＴＸ２３経由で隣接する時刻スレーブノード２−３へ中継する（ステップＳ７９ａ）。そして、時刻スレーブ２−４は、保持しているタイムスタンプＴ１〜Ｔ４に基づいて、自身の時刻とマスタ時刻との時差を算出し、自身の時刻をマスタ時刻に合わせるよう調整する（ステップＳ８０ａ）。
【００８８】
図１０は、本実施の形態の時刻同期フレームの流れを示す図である。図１０に示すように、本実施の形態では、伝送路障害４０が発生した場合に、往路３１の方向に往路方向の時刻同期フレームを送信し、復路３２の方向に復路方向の時刻同期フレームを送信する。
【００８９】
時刻スレーブ２−３では、時刻同期制御部２１が、ＲＸ２４経由で受信したＤｅｌａｙ＿ｒｅｓに格納されたタイムスタンプＴ４を抽出して保持し（ステップＳ８１ａ）、保持しているタイムスタンプＴ１〜Ｔ４に基づいて、自身の時刻とマスタ時刻との時差を算出し、自身の時刻をマスタ時刻に合わせるよう調整する（ステップＳ８２ａ）。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。
【００９０】
このように、本実施の形態では、リング型ネットワークを構成する場合に、伝送路障害４０が発生すると、伝送路障害４０の障害箇所に隣接する２つのノードを端点ノードとし、時刻マスタノード１ａと端点ノードの２つのライン型ネットワークにおいて、実施の形態１と同様の時刻同期方法を実施するようにした。そのため、リング型ネットワークで伝送路障害４０が生じした場合にも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
実施の形態４．
つぎに、本発明にかかる通信システムの実施の形態４の時刻同期方法について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は実施の形態２または実施の形態３と同様とする。実施の形態１〜実施の形態３では、時刻同期フレームを単独で送信していたが、本実施の形態では、リング型ネットワークにおいてリング制御プロトコルとしてＥＲＰ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ｒｉｎｇ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．８０３２）またはＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒｉｎｇ，ＩＥＥＥ８０２．１７）を適用する場合に、時刻同期フレームに設定される時刻同期情報を上記のリング制御プロトコルに便乗させて送信する。
【００９２】
ＥＲＰおよびＲＰＲの両プロトコルでは、プロテクション用の制御フレームを周期的に周回させている。本実施の形態では、ＥＲＰではＲ−ＡＰＳ（Ｒｉｎｇ−Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）フレーム，ＲＰＲではＴＰ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）フレームに、時刻同期フレームと同様の情報を含む時刻同期情報を格納して送信する。この場合、リング正常時、リング障害時の両方とも、Ｒ−ＡＰＳフレームまたはＴＰフレームの往路復路と、時刻同期における往路復路の経路に一致しているため、時刻同期フレームを単独で送信する場合と同様に情報を伝達することができる。
【００９３】
このように、本実施の形態では、リング制御プロトコルの制御フレームに時刻同期フレームに設定するべき時刻同期情報を便乗させて送信するようにした。そのため、実施の形態２および実施の形態３に比べ、さらなる使用帯域の削減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上のように、本発明にかかる通信システム、通信装置および時刻同期方法は、複数の通信装置間で時刻同期を行なう通信システムに有用であり、特に、時刻マスタノードと複数の時刻スレーブノードを時刻同期させる通信システムに適している。
【符号の説明】
【００９５】
１，１ａ  時刻マスタノード
２−１〜２−４，３  時刻スレーブノード
４−１〜４−４，５−１〜５−５  伝送路
１２，１４，２２，２４  ＲＸ
１３，１５，２３，２５  ＴＸ
１１，１１ａ，２１，２６  時刻同期制御部
３１  往路
３２  復路
２０  伝送路障害
【図１】
2011058625.tif 000003
【図２】
2011058625.tif 000004
【図３】
2011058625.tif 000005
【図４】
2011058625.tif 000006
【図５】
2011058625.tif 000007
【図６】
2011058625.tif 000008
【図７】
2011058625.tif 000009
【図８】
2011058625.tif 000010
【図９】
2011058625.tif 000011
【図１０】
2011058625.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月4日(2012.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の通信装置で構成され、往路方向および復路方向に送信する時刻同期フレームを用いて時刻同期を行う通信システムであって、前記複数の通信装置がリング型ネットワークを構成し、前記リング型ネットワークを構成する通信装置のうちの１つの通信装置を始点ノードとし、前記通信装置のうち２つの通信装置を終点ノードとし、前記始点ノードは、往路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを前記リング型ネットワークの両方の方向に送信する始点ノード送信部を備え、前記１つ以上の終点ノードは、復路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを復路方向に送信する終点ノード送信部を備え、前記始点ノード以外かつ前記終点ノード以外の前記通信装置である中間ノードは、往路方向および復路方向に送信された時刻同期フレームを受信すると、受信した時刻同期フレームを中継する中継部を備える、ことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信装置で構成され、往路方向および復路方向に送信する時刻同期フレームを用いて時刻同期を行う通信システムであって、
前記複数の通信装置がリング型ネットワークを構成し、
前記リング型ネットワークを構成する通信装置のうちの１つの通信装置を始点ノードとし、前記通信装置のうち１つ以上の通信装置を終点ノードとし、
前記始点ノードは、往路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを前記リング型ネットワークの両方の方向に送信する始点ノード送信部を備え、
前記１つ以上の終点ノードは、復路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを復路方向に送信する終点ノード送信部を備え、
前記始点ノード以外かつ前記終点ノード以外の前記通信装置である中間ノードは、往路方向および復路方向に送信された時刻同期フレームを受信すると、受信した時刻同期フレームを中継する中継部を備える、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記リング型ネットワーク上に伝送路障害が検知された場合に、
前記伝送路障害が検知された箇所に隣接する２つの通信装置を終点ノードに設定すること、
を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記始点ノードは、
前記往路方向の時刻同期フレームを送信した送信時刻と、前記終点ノードから送信された前記復路方向の時刻同期フレームを受信した受信時刻と、に関する時刻情報を前記中間ノードおよび前記終端ノードに通知する時刻情報通知部を備え、
前記中間ノードおよび前記終点ノードは、
前記始点ノードにより通知された時刻情報と、前記始点ノードから送信される往路方向の時刻同期フレームを受信した受信時刻と、前記終点ノードから送信される復路方向の時刻同期フレームを前記始点ノードが受信する受信時刻と、に基づいて自通信装置の時刻同期を行うこと、
を特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記始点ノードを時刻マスタノードとし、前記時刻マスタノード以外の前記通信装置を時刻スレーブノードとする、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記リング型ネットワーク上に伝送路障害が発生した場合に、前記終点ノードは、往路方向および復路方向の時刻同期フレームに基づいて、前記始点ノードとの間で所定の時刻同期シーケンスに基づいて時刻同期を行なう、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項６】
前記始点ノードおよび前記終点ノードは、時刻同期フレームに含まれる情報を、前記リング型ネットワークの制御のために定期的に送信される制御フレームに格納して送信する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項７】
前記制御フレームをＥＲＰのＲ−ＡＰＳフレームまたはＲＰＲのＴＰフレームとする、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
ＩＥＥＥ１５８８に基づいて時刻同期を行なうこととし、
往路方向の時刻同期フレームをＳｙｎｃフレーム、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームおよびＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームとし、復路方向の時刻同期フレームをＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームとする、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項９】
前記中間ノードは、受信した時刻同期フレームに基づいて所定の時刻同期情報を取得し、前記時刻同期情報を保持し、時刻同期に必要な前記時刻同期情報の取得が終了した後に、保持している前記時刻同期情報に基づいて時刻同期を行なう、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項１０】
ＩＥＥＥ１５８８に基づいて時刻同期を行なうこととし、
往路方向の時刻同期フレームをＳｙｎｃフレーム、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームおよびＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームとし、復路方向の時刻同期フレームをＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームとし、
前記中間ノードは、Ｓｙｎｃフレームを受信した場合には、そのＳｙｎｃフレームを受信した自ノードの時刻を前記時刻同期情報として取得し、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームを受信した場合には、そのＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐフレームに含まれる前記始点ノードの送信時刻を前記時刻同期情報として取得し、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームを受信した場合には、そのＤｅｌａｙ＿ｒｅｓフレームを送信した自ノードの時刻を前記時刻同期情報として取得し、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームを受信した場合には、そのＤｅｌａｙ＿ｒｅｑフレームに含まれる前記始点ノードの受信時刻を前記時刻同期情報として取得する、
ことを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
【請求項１１】
複数の通信装置で構成され、往路方向および復路方向に送信する時刻同期フレームを用いて時刻同期を行い、前記複数の通信装置はリング型ネットワークを構成し、前記通信装置のうちの１つの通信装置を始点ノードとし、前記通信装置のうち２つ以上の通信装置を終点ノードとし、前記始点ノード以外かつ前記終点ノード以外の通信装置を中間ノードとし、前記中間ノードは前記始点ノードおよび前記終点ノードから送信される時刻同期フレームに基づいて時刻同期を行う通信システムに適用可能な通信装置であって、
前記リング型ネットワーク上において、自装置に隣接する通信装置との間の伝送路において障害が検出された場合に、前記始点ノードから送信される往路方向の時刻同期フレームを終端するとともに、前記中間ノードを介して前記始点ノードに復路方向の時刻同期フレームを送信する終点ノードとして動作すること、
を特徴とする通信装置。
【請求項１２】
複数の通信装置で構成され、往路方向および復路方向に送信する時刻同期フレームを用いて時刻同期を行う通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記複数の通信装置がリング型ネットワークを構成し、
前記リング型ネットワークを構成する通信装置のうちの１つの通信装置を始点ノードとし、前記通信装置のうち１つ以上の通信装置を終点ノードとし、
前記始点ノードが、往路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを前記リング型ネットワークの両方の方向に送信する往路フレーム送信ステップと、
前記１つ以上の終点ノードが、復路方向の時刻同期フレームを生成し、生成した時刻同期フレームを復路方向に送信する復路フレーム送信ステップと、
前記始点ノード以外かつ前記終点ノード以外の前記通信装置である中間ノードは、往路方向および復路方向に送信された時刻同期フレームを受信すると、受信した時刻同期フレームを中継する中継ステップと、
を含むことを特徴とする時刻同期方法。
【国際調査報告】
2011058625.tif 000013
2011058625.tif 000014